力士乐变频器空压机方案.docx

空压机变频改造方案
一、引言
空压机是一种压缩空气以提高气压的发生装置，是仅次于电力的第二动力源，广泛的用于驱动各种风动机械、风动工具，在冶金、机械制造、矿山、电力、纺织、石化、轻纺等行业有广泛的应用，是许多工艺流程中的关键设备。传统的螺杆式空压机存在明显的技术弱点：如供气量无法连续调节，气压容易产生大幅的波动；卸载时严重浪费能源；频繁的启停，影响电机的使用寿命，设备维护量大。
近年来，通过变频调速技术改变空压机电机的转速，而且空压机的供气流量随着用气流量的改变自行调节，达到真正的供需平衡，在节能的同时，也可使整个系统达到最佳工作效率，变频螺杆式空压机成为空压机市场的发展趋势。
二、工作原理
螺杆空压机的工作原理：由一对相互平行啮合的阴阳转子(或称螺杆)在气缸内转动， 使转子齿槽之间的空气不断地产生周期性的容积变化，空气则沿着转子轴线由吸入侧输送至输出侧，从而实现空压机的吸气、压缩和排气的全过程。空压机的进气口 和出气口分别位于壳体的两端，阴转子的槽及阳转子齿被主电机驱动而旋转。
三、传统螺杆式空压机的技术弱点
1）加、卸载调节供气的控制方式严重浪费能源
传统的控制方式，空压机在加载时：从设定压力到卸载压力的加压过程中，电能白白浪费掉，而经过减压阀减压的过程，也是在浪费能量；空压机卸载时：关闭电磁阀使电机一直在空转，这种调整方法同样是极大的能力浪费，卸载时的功耗约占满载的20%~40%。
在变频控制方式下，变频驱动系统通过控制电机转速来控制气压，使输出压力始终维持在设定压力，输出压力保持恒定，避免频繁加卸载导致的电能浪费。
空压机属于恒转矩负载，单就输出功率而言，采用变频调速节能效果远不如风机泵类二次方负载显著。但空压机大多处于长时间连续运行状态，由于设计时都是按最大需求来选择排气量的，在实际运行中，非满载运行的时间占的比例也非常高，非满载运行过程有着巨大的节能空间。
2）启动电流冲击大
传统的空压机主电机采用Y-△减压起动，起动电流约为额定电流3倍，仍然很大，对电网冲击大，易造成电网不稳以及威胁其它用电设备的运行安全。
变频器可使电机起动、加载时的电流平缓上升，没有任何冲击；电机实现软启停，避免冲击电流造成的危害，有利于延长设备的使用寿命；
3）供气压力稳定性差
在产品生产环节，气压的稳定性对产品质量的影响是很大的，用户对供气压力精度都有一定要求，传统的空压机为避免气压不足，供气压力较要求值要偏高一些，但这样会使成本高、能耗大，同时频繁的加卸载也很难保证气压温度。
四、变频空压机优点
变频器使用在空压机上，可以实现闭环实时监测供气管路中气体的压力，通过PID调节器比较当前压力与设定压力差值比较，保证输出压力始终维持在设定压力，输出压力保持恒定，提高生产效率和产品质量。
经过实践证明，力士乐FE系列变频器在对传统螺杆式空压机的改造过程中，能够快速响应压力反馈信号，做到输出频率稳定，精确。完全能够确保输出压力的恒定，并且具有很高的节能空间。
五、变频改造方案
改造主回路接线图如下：
通过这种方式接线，可以不改变原有空压机的星-三角电路，既便于改造，而当变频器出现短时无法修复的故障时，又可以快速恢复原有的接线方式，维持生产